Главная / Решение реальных заданий ЕГЭ в формате 2018 года / Задания 28. Расчеты объемных отношений газов при химической реакции. Тепловой эффект.

Задания 28. Расчеты объемных отношений газов при химической реакции. Тепловой эффект.

Условие
1

В результате реакции, термохимическое уравнение которой

2H2(г) + O2(г) = 2H2O(г) + 484 кДж,

выделилось 1452 кДж теплоты. Вычислите массу образовавшейся при этом воды (в граммах). (Запишите число с точностью до целых.)

Решение

Ответ: 108

Пояснение:

Из уравнения реакции следует, что при образовании 2 моль воды выделяется 484 кДж теплоты. У нас же выделилось 1452 кДж теплоты. Составим пропорцию

2 моль H2O —  484 кДж

x моль H2O — 1452 кДж

Составим уравнение:

2 : x = 484 : 1452

x = 2 ∙ 1452 /484 = 6

т.е. n(H2O) = 6 моль, следовательно:

m(H2O) = n(H2O) ∙ M(H2O) = 6 ∙ 18 = 108 г

Условие
2

При взаимодействии оксида серы (IV) с 5,6 л (н.у.) кислорода в соответствии с уравнением

2SO2(г) + O2(г) = 2SO3(г) + Q

выделилось 19 кДж теплоты. Определите тепловой эффект реакции. (Запишите число с точностью до целых.)

Решение

Ответ: 76

Пояснение:

Рассчитаем количество вещества кислорода:

n(O2) = 5,6/22,4 = 0,25 моль

Т.е. при взаимодействии 0,25 моль кислорода с оксидом серы (IV) выделяется 19 кДж теплоты. Из представленного в условии термохимического уравнения следует, что при взаимодействии 1 моль кислорода с оксидом серы выделяется количество теплоты равное Q (тепловой эффект реакции). Тогда справедлива пропорция:

0,25 моль кислорода — 19 кДж

1 моль кислорода — Q

Исходя из этой пропорции:

0,25 ∙ Q = 1 ∙ 19

Q = 76 кДж

Таким образом, тепловой эффект реакции составляет 76 кДж.

Условие
3

В соответствии с термохимическим уравнением реакции

C(графит) + O2(газ) = CO2(газ) + 393 кДж

выделилось 786 кДж теплоты. Какой объем (н.у.) углекислого газа при этом образовался? (Запишите число с точностью до десятых.)

Решение

Ответ: 44,8

Пояснение:

В соответствии с термохимическим уравнением реакции при образовании 1 моль углекислого газа выделяется 393 кДж теплоты. В нашем же случае вместо этого выделилось 786 кДж теплоты. Обозначив искомое количество вещества углекислого газа равным х моль, можно записать пропорцию:

1 моль CO2 — 393 кДж теплоты

x моль CO2 —  786 кДж теплоты

Следовательно, справедливо уравнение:

1 ∙ 786 = 393 ∙  x

Решая которое получаем:

x = 2

Т.е. количество вещества углекислого газа при образовании которого выделяется 786 кДж теплоты составляет 2 моль.

Рассчитаем объем такого количества углекислого газа при н.у.:

V(CO2) = 2 моль ∙ 22,4 л/моль = 44,8 л

Условие
4

В соответствии с термохимическим уравнением реакции

CH4(газ) + 2O2(газ) = CO2(газ) + 2H2O(г) + 802 кДж

выделилось 2406 кДж теплоты. Определите объем (н.у.) израсходованного кислорода в литрах. (Запишите число с точностью до десятых.)

Решение

Ответ: 134,4

Пояснение:

Согласно термохимическому уравнению при участии в реакции горения метана 2 моль кислорода выделяется 802 кДж теплоты.  В нашем же случае выделяется количество теплоты равное 2406 кДж. Обозначив количество вещества кислорода необходимое для выделения 2406 кДж теплоты через х моль мы можем записать следующую пропорцию:

2 моль O2 — 802 кДж теплоты

x моль O2 — 2406 кДж теплоты

Тогда, справедливо следующее уравнение:

2 ∙ 2406 = 802 ∙ x

Решая которое находим ,что:

x = 6

Таким образом, количество вещества кислорода равно 6 моль. Рассчитаем его объем:

V(O2) =  6 ∙ 22,4 = 134,4 л.

Условие
5

Вычислите количество теплоты, которое потребуется для получения 25 г железа согласно уравнению реакции

Fe2O3(тв.) + 3CO(г) = 2Fe(тв.) + 3CO2(г) — 27 кДж

(Запишите число с точностью до целых.)

Решение

Ответ: 6

Пояснение:

Рассчитаем количество вещества железа:

n(Fe) = m(Fe)/M(Fe) = 25/56 = 0,4464 моль,

Согласно термохимическому уравнению при образовании 2 моль металлического железа поглощается 27 кДж теплоты. Пусть количество поглощаемой в результате образования 0,4464 моль железа равно х кДж. Тогда можно записать пропорцию:

2 моль Fe — 27 кДж

0,4464 моль Fe — x кДж

Следовательно, справедливо уравнение:

2 ∙ x = 0,4464 ∙ 27

x = 6

Таким образом, количество теплоты, которое необходимо для получения 25 г железа равно 6 кДж.

Условие
6

Вычислите объем сгоревшего согласно уравнению реакции

2C2H2(г) + 5O2(г) = 4CO2(г) + 2H2O(ж) + 2700 кДж

ацетилена, если при этом выделилось 67,5 кДж теплоты. (Запишите число с точностью до сотых.)

Решение

Ответ: 1,12

Пояснение:

Согласно термохимическому уравнению при сгорании 2 моль ацетилена выделяется 2700 кДж теплоты. В нашем же случае выделилось 67,5 кДж. Пусть, количество вещества ацетилена, которое сгорело при этом равно х моль. Таким образом можно записать пропорцию:

2 моль C2H2 — 2700 кДж

x моль — 67,5 кДж

2 ∙ 67,5 = 2700 ∙ x

x = 0,05

Таким образом, количество вещества ацетилена равно 0,05 моль. Рассчитаем его объем:

V(C2H2) = 0,05 моль ∙ 22,4 л/моль = 1,12 л

Условие
7

В результате реакции, термохимическое уравнение которой

C6H12O6(тв.) + 6O2(г) = 6CO2(г) + 6H2O(г) + 2800 кДж

выделилось 280 кДж теплоты. Вычислите массу глюкозы, которая окислилась в результате этой реакции. (Запишите число с точностью до целых.)

Решение

Ответ: 18

Пояснение:

Согласно термохимическому уравнению при окислении 1 моль глюкозы выделяется 2800 кДж теплоты. В нашем же случае выделилось 280 кДж теплоты. Пусть количество глюкозы, которое окислилось при этом равно x  моль. Тогда можно записать следующую пропорцию:

1 моль глюкозы – 2800 кДж теплоты

x моль глюкозы – 280 кДж теплоты

Следовательно, справедливо уравнение:

1 ∙ 280 = 2800 ∙ x

Решая которое находим, что:

x = 0,1 моль, т.е. количество глюкозы составляет 0,1 моль. Рассчитаем ее массу:

m(C6H12O6) = M(C6H12O6) ∙ n(C6H12O6) = 0,1 моль ∙ 180 г/моль = 18 г.

Условие
8

Какое количество вещества аммиака вступает в реакцию в соответствии с термохимическим уравнением

4NH3(г) + 5O2(г) = 4NO(г) + 6H2O(г) + 1268 кДж,

если в результате реакции выделилось 634 кДж теплоты? (Запишите число с точностью до целых.)

Решение

Ответ: 2

Пояснение:

Согласно термохимическому уравнению при окислении 4 моль аммиака выделяется 1268 кДж теплоты. В нашем же случае выделилось 634 кДж теплоты. Обозначим количество вещества аммиака, которое при этом окислилось как x моль. Тогда можно записать пропорцию:

4 моль аммиака – 1268 кДж

x моль аммиака – 634 кДж

Следовательно, справедливо уравнение:

4 ∙ 634 = 1268 ∙ x

Решая которое находим, что:

x = 2, т.е. количество вещества аммиака составляет 2 моль.

Условие
9

В соответствии с термохимическим уравнением реакции

C6H12O6(тв.) + 6O2(г) = 6CO2(г) + 6H2O(г) + 2800 кДж

получено 1400 кДж теплоты. Какая масса (в граммах) глюкозы при этом окислилась? (Запишите число с точностью до целых.)

Решение

Ответ: 90

Пояснение:

Согласно термохимическому уравнению при окислении 1 моль глюкозы выделяется 2800 кДж теплоты. В нашем же случае выделилось 1400  кДж теплоты. Пусть количество глюкозы, которое окислилось при этом равно x  моль. Тогда можно записать следующую пропорцию:

1 моль глюкозы – 2800 кДж теплоты

x моль глюкозы – 1400 кДж теплоты

Следовательно, справедливо уравнение:

1 ∙ 1400 = 2800 ∙ x

x = 0,5, т.е. количество вещества глюкозы для получения 1400 кДж тепла составляет 0,5 моль. Рассчитаем ее массу:

m(C6H12O6) = M(C6H12O6) ∙ n(C6H12O6) = 0,5 моль ∙ 180 г/моль = 90 г.

Условие
10

В соответствии с термохимическим уравнением реакции

2Mg(тв.) + O2(г) = 2MgO(тв.) + 1200 кДж

выделилось 240 кДж теплоты. Определите массу полученного оксида магния. (Запишите число в точностью до целых.)

Решение

Ответ: 16

Пояснение:

Согласно термохимическому уравнению при образовании 2 моль оксида магния выделяется 1200 кДж теплоты. В нашем же случае выделилось 240 кДж теплоты. Пусть количество оксида магния, образовавшегося при этом равно x моль. Тогда можно записать пропорцию:

2 моль MgO – 1200 кДж

x моль MgO – 240 кДж

Следовательно, справедливо уравнение:

2 ∙ 240 = 1200 ∙ x

Решая которое находим, что:

x = 0,4, т.е. при выделении 240 кДж теплоты количество вещества образовавшегося оксида магния составляет 0,4 моль. Тогда его масса равна:

m(MgO) = n(MgO) ∙ M(MgO) =  0,4 ∙ 40 = 16 г

Условие
11

В ходе реакции, термохимическое уравнение которой

CaCO3(тв.) = CaO(тв.) + CO2(г) -180 кДж,

было затрачено 450 кДж теплоты. Определите объем (н.у.) получившегося при этом газа. (Запишите число с точностью до целых.)

Решение

Ответ: 56

Пояснение:

Выделившийся газ – CO2.

В соответствии с термохимическим уравнением при образовании одного моля CO2 поглощается 180 кДж теплоты. В нашем же случае поглощено 450 кДж теплоты. Обозначив количество вещества углекислого газа, образовавшегося при этом как x моль, можно записать следующую пропорцию:

1 моль CO2 – 180 кДж

x моль CO2 – 450 кДж

Следовательно, справедливо уравнение:

1 ∙ 450 = 180 ∙ x

x = 2,5, т.е. количество вещества углекислого газа составляет 2,5 моль. Рассчитаем его объем:

V(CO2) = Vm ∙ n(CO2) = 22,4 ∙ 2,5 = 56 л

Условие
12

В соответствии с термохимическим уравнением реакции

3Fe3O4(тв.) + 8Al(тв.) = 9Fe(тв.) + 4Al2O3(тв.) + 3330 кДж

образовалось 168 г железа. Какое количество теплоты при этом выделилось? (Запишите число с точностью до целых.)

Решение

Ответ: 1110

Пояснение:

Рассчитаем количество вещества железа с массой 168 г:

n(Fe) = m(Fe)/M(Fe) = 168/56 = 3 моль,

В соответствии с термохимическим уравнением реакции при образовании 9 моль металлического железа выделяется 3330 кДж. В нашем же случае образуется 3 моль железа. Обозначив количество теплоты выделившейся при этом как x кДж можно составить пропорцию:

9 моль Fe — 3330 кДж

3 моль Fe — x кДж

тогда справедливо уравнение:

9 ∙ x = 3 ∙ 3330

x = 1110

Таким образом, количество теплоты выделяющееся при образовании 168 г металлического железа составляет 1110 кДж.

Условие
13

Определите количество теплоты, которое выделится при взаимодействии 280 г негашеной извести с водой в соответствии с термохимическим уравнением реакции

CaO(тв.) + H2O(ж) = Ca(OH)2(тв.) + 64,8 кДж.

(Запишите число с точностью до целых.)

Решение

Ответ: 324

Пояснение:

Негашеная известь — тривиальное название оксида кальция CaO. Рассчитаем его количество вещества, зная массу:

 n(CaO) = 280 г/ 56 г/моль = 5 моль,

В соответствии с термохимическим уравнением реакции при взаимодействии с водой 1 моль CaO выделяется количество теплоты равное 64,8 кДж. В нашем же случае в реакции принимает участие 5 моль оксида кальция, в связи с чем мы можем записать следующую пропорцию:

1 моль CaO — 64,8 кДж

5 моль CaO — x кДж

Следовательно, справедливо уравнение:

1 ∙ x = 5 ∙ 64,8

Решая которое находим, что:

x = 324 кДж

Таким образом, количество теплоты, которое выделится при взаимодействии 280 г негашеной извести водой составляет 324 кДж.

Условие
14

В результате реакции, термохимическое уравнение которой

4FeS2(тв.) + 11O2(г) = 8SO2(г) + 2Fe2O3(тв.) + 3310 кДж

выделилось 6620 кДж теплоты. Определите массу образовавшегося оксида железа (III). (Запишите число с точностью до целых.)

Решение

Ответ: 640

Пояснение:

В соответствии с термохимическим уравнением реакции при образовании 2 моль Fe2O3 выделяется 3310 кДж теплоты. В нашем же случае, выделилось 6620 кДж теплоты. Пусть количество вещества Fe2O3, образовавшегося при этом составляет x моль. Тогда можно записать следующую пропорцию:

2 моль Fe2O3 — 3310 кДж

x моль Fe2O3 — 6620 кДж

Следовательно, справедливо уравнение:

2 ∙ 6620 = x ∙ 3310

Решая которое находим, что:

x = 4

Таким образом, количество вещества Fe2O3 образовавшееся при этом составляет 4 моль. Следовательно масса образовавшегося Fe2O3 составляет:

m(Fe2O3) = M(Fe2O3) ∙ n(Fe2O3) = 160 ∙ 4 = 640 г

Условие
15

При образовании 560 мл (н.у.) газообразного аммиака в соответствии с уравнением

N2(г) + 3H2(г) = 2NH3(г) + Q

выделилось 1,15 кДж теплоты. Чему равен тепловой эффект этой реакции? (Запишите число с точностью до целых.)

Решение

Ответ: 92

Пояснение:

Посчитаем какое количество вещества содержится в 560 мл газообразного аммиака. Прежде всего переведем его объем из мл в л:

560 мл = 0,56 л.

Теперь, зная, что 1 моль любого газа при н.у. занимает объем равный 22,4 л, можно рассчитать количество вещества аммиака:

n(NH3) = V(NH3)/Vm = 0,56 л / 22,4 л/моль = 0,025 моль,

Из условия задания следует, что при образовании 0,025 моль (0,56 л) аммиака выделилось 1,15 кДж теплоты. В термохимическом же уравнении реакции фигурирует количество вещества аммиака равное 2 моль (коэффициент 2 перед NH3) и при этом выделяется количество тепла, равное Q (тепловой эффект реакции).  Таким образом, мы можем записать следующую пропорцию:

0,025 моль — 1,15 кДж

2 моль — Q

Следовательно справедливо уравнение:

0,025 ∙ Q = 2 ∙ 1,15 кДж

Решая которое находим, что:

Q = 92 кДж

Т.е. тепловой эффект реакции равен 92 кДж.

Условие
16

В соответствии с термохимическим уравнением реакции

3Fe3O4(тв.) + 8Al(тв.) = 9Fe(тв.) + 4Al2O3(тв.) + 3330 кДж

восстановили 464 г железной окалины. Какое количество теплоты при этом выделилось? (Запишите число с точностью до целых.)

Решение

Ответ: 2220

Пояснение:

Рассчитаем количество вещества железной окалины массой 464 г:

n(Fe3O4) = m(Fe3O4)/M(Fe3O4) = 464/232 = 2 моль,

В соответствии с термохимическим уравнением реакции при восстановлении 3 моль Fe3O4 выделяется 3330 кДж теплоты. Пусть при восстановлении 2 моль Fe3O4 выделяется x кДж теплоты. Тогда можно составить следующую пропорцию:

3 моль Fe3O4 — 3330 кДж

2 моль Fe3O4 — x кДж

Следовательно, справедливо уравнение:

3 ∙ x = 2 ∙ 3330

Решая которое, получаем, что:

x = 2220

Таким образом, количество теплоты, выделившейся при восстановлении 464 г железной окалины составляет 2220 кДж.

Условие
17

В соответствии с термохимическим уравнением реакции

CH4(г) + 2O2(г) = CO2(г) + 2H2O(г) + 802 кДж,

выделилось 2406 кДж теплоты. Определите объем (н.у.) израсходованного кислорода. (Запишите число с точностью до десятых.)

Решение

Ответ: 134,4

Пояснение:

В соответствии с термохимическим уравнением реакции при реакции с метаном 2 моль кислорода выделяется 802 кДж. В нашем же случае выделилось 2406 кДж теплоты. Пусть количество вещества израсходованного при этом кислорода составляет x моль. Тогда можно записать пропорцию:

2 моль O2 – 802 кДж

x моль O2 – 2406 кДж

Следовательно, справедливо уравнение:

2 ∙ 2406 = 802 ∙ x

x = 6

Т.е. количество вещества кислорода составляет 6 моль. Найдем его объем:

V(O2) = Vm ∙ n(O2) = 22,4 ∙ 6 = 134,4 л.

Условие
18

В соответствии с термохимическим уравнением реакции

C(тв.) + O2(газ) = CO2(газ) + 393 кДж

получено 422,2 кДж теплоты. Какой объем (н.у.) кислорода при этом израсходован? (Запишите число с точностью до целых.)

Решение

Ответ: 24

Пояснение:

В соответствии с термохимическим уравнением при израсходовании на горение угля 1  моля кислорода выделяется 393 кДж теплоты. В нашем же случае выделяется 422,2 кДж. Пусть при выделении такого количества теплоты расходуется x моль кислорода. Тогда, мы можем записать пропорцию:

1 моль O2 – 393 кДж

x моль O2 – 422,2 кДж

Следовательно, справедливо уравнение:

1 ∙ 422,2 = 393 ∙ x

Решая которое находим, что:

x = 1,0743

т.е. количество вещества израсходованного кислорода составляет 1,0743 моль. Рассчитаем его объем:

V(O2) = Vm ∙ n(O2) = 22,4 ∙ 1,0743 ≈ 24 л

Условие
19

Какой объем (н.у.) кислорода потребуется для получения 5600 кДж теплоты в соответствии с термохимическим уравнением реакции

C6H12O6(тв.) + 6O2(г) = 6CO2(г) + 6H2O(г) + 2800 кДж?

(Запишите число с точностью до десятых.)

Решение

Ответ: 268,8

Пояснение:

Исходя из термохимического уравнения:

6 моль O2 — 2800 кДж теплоты

В нашем же случае должно выделиться 5600 кДж. Пусть количество вещества кислорода необходимое для выделения такого количества тепла составляет x моль. Тогда справедлива пропорция:

6 моль O2 — 2800 кДж теплоты

x моль O2 — 5600 кДж теплоты

Следовательно, верным является уравнение:

6 ∙ 5600 = 2800 ∙ x

x = 12

Таким образом, количество вещества кислорода, которое должно принять участие в окислении глюкозы для выделения 5600 кДж теплоты, составляет 12 моль. Рассчитаем объем такого количества кислорода при н.у.:

V(O2) = Vm ∙ n(O2) = 22,4 ∙ 12 = 268,8 л

Условие
20

При сжигании ацетилена в соответствии с термохимическим уравнением реакции

2C2H2(г) + 5O2(г) = 4CO2(г) + 2H2O(ж) + 930 кДж

выделилось 186 кДж теплоты. Какой объем (н.у.) кислорода затрачен на сжигание ацетилена? (Запишите число с точностью до десятых.)

Решение

Ответ: 22,4

Пояснение:

Из термохимического уравнения реакции следует, что когда в реакции принимает участие 5 моль O2 выделяется 930 кДж теплоты.

В нашем же случае выделяется 186 кДж теплоты. Пусть количество вещества кислорода, израсходованного при этом, составляет x моль. Тогда мы можем записать следующую пропорцию:

5 моль O2 – 930 кДж

x моль O2 – 186 кДж

Следовательно, справедливо уравнение:

5 ∙ 186 = 930 ∙ x

Решая которое находим, что:

x = 1

Таким образом, количество вещества кислорода составляет 1 моль. Найдем его объем:

V(O2) = n(O2) ∙ Vm = 1 ∙ 22,4 = 22,4 л

Условие
21

В соответствии с термохимическим уравнением реакции

2H2O(ж)+4NO2(г)+O2(г) = 4HNO3(г) + 258 кДж

выделилось 2580 кДж теплоты. Определите количество вещества оксида азота(IV), вступившего в реакцию. (Запишите число с точностью до целых.)

Решение

Ответ: 40

Пояснение:

Из термохимического уравнения реакции следует, что когда в реакции принимает участие 4 моль NO2 выделяется 258 кДж теплоты.

В нашем же случае выделяется 2580 кДж теплоты. Пусть количество вещества оксида азота (IV), прореагировавшего при этом, составляет x моль. Тогда мы можем записать следующую пропорцию:

4 моль NO2 – 258 кДж

x моль NO2 – 2580 кДж

Следовательно, справедливо уравнение:

4 ∙ 2580 = x ∙ 258

Решая которое находим, что:

x = 40

Таким образом, количество вещества оксида азота (IV) составляет 40 моль.

Условие
22

Определите объём газообразного продукта (в литрах), который получается при взаимодействии 1 л водорода с избытком хлора. Объёмы газов измерены при одинаковых условиях. (Запишите число с точностью до целых.)

Решение

Ответ: 2

Пояснение:

Запишем уравнение реакции взаимодействия водорода с хлором:

H2 + Cl2 = 2HCl

Одним из следствий закона Авогадро является то, что объемы прореагировавших и образовавшихся газов относятся друг к другу точно так же, как и коэффициенты перед этими газообразными веществами в уравнении реакции. Для газообразных водорода и хлороводорода, применительно к нашей реакции, мы можем записать что:

V(H2)/V(HCl) = k(H2)/k(HCl), откуда:

V(HCl) = V(H2) ∙ k(HCl)/k(H2) = 1 л ∙ 2/1 = 2 л

Условие
23

Определите количество теплоты, которое выделяется при окислении серы кислородом взятым в объёме 100,8 л (н.у.) в соответствии с термохимическим уравнением реакции

S(тв.) + O2(г) = SO2(г) + 298 кДж.

(Запишите число с точностью до целых.)

Решение

Ответ: 1341

Условие
24

Определите количество теплоты, которое выделится при обжиге 720 г FeS2 согласно термохимическому уравнению реакции

4FeS2(тв.) + 11O2(г) = 8SO2(г) + 2Fe2O3(тв.) + 3310 кДж.

(Запишите число с точностью до целых.)

Решение

Ответ: 4965

Условие
25

Вычислите количество выделившейся теплоты, если в реакцию вступает 3,5 моль кислорода в соответствии с термохимическим уравнением реакции

2H2O(ж) + 4NO2(г) + O2(г) = 4HNO3(ж) + 258 кДж.

(Запишите число с точностью до целых.)

Решение

Ответ: 903

Условие
26

Какое количество теплоты выделится при взаимодействии 3,6 моль кремния с фтором в соответствии с термохимическим уравнением реакции

Si(тв.) + 2F2(г) = SiF4(г) + 1615 кДж.

(Запишите число с точностью до целых.)

Решение

Ответ: 5814

Условие
27

В реакцию, термохимическое уравнение которой

MgO(тв.) + CO2(г) → MgCO3(тв.) + 102 кДж,

вступило 88 г углекислого газа. Какое количество теплоты выделится при этом? (Запишите число с точностью до целых.)

Решение

Ответ: 204

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.